TC2合金是一種中等強(qiáng)度、高塑性近α型鈦合金，含有4%α穩(wěn)定元素和1.5%β穩(wěn)定元素Mn。該合金在航空航天工業(yè)中獲得了廣泛應(yīng)用，尤其是大規(guī)格TC2合金板可以減少焊縫數(shù)量。隨著國(guó)內(nèi)航空航天產(chǎn)品升級(jí)換代，對(duì)TC2鈦合金大規(guī)格板材的要求日益增強(qiáng)，對(duì)其各種力學(xué)性能和成形性能也提出了越來(lái)越高的要求。
高質(zhì)量、大規(guī)格板坯是成功制備TC2鈦合金大規(guī)格板材的關(guān)鍵。目前通過(guò)普通鍛造加工方法成形出高質(zhì)量TC2鈦合金大規(guī)格板坯困難很大，主要之處是材料加工經(jīng)常出現(xiàn)較多的開(kāi)裂等缺陷，組織不均勻，產(chǎn)品性能指標(biāo)不穩(wěn)定，合格率較低。因此，普通鍛造方法已不適用于大規(guī)格TC2鈦合金板坯的成形。
科研人員針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種方法簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的TC2鈦合金大規(guī)格板坯的成形方法。采用該方法成形的TC2鈦合金板坯表面質(zhì)量良好，組織均勻，產(chǎn)品內(nèi)部缺陷少，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，產(chǎn)品合格率大大提高。
合金利用真空自耗電弧爐熔煉，采用一次真空、二次充氬熔煉工藝，制備出Φ420mm的成品鑄錠。鑄錠相變點(diǎn)為（975±10）℃。
鑄錠在大噸位快鍛機(jī)上進(jìn)行鍛造，采用2種加工工藝，分別為： 工藝路線1：高溫鍛造+下兩相區(qū)鍛造 工藝路線2：高溫鍛造+上兩相區(qū)鍛造 鍛造加工成厚度為240mm的大規(guī)格TC2鈦合金板坯。其中高溫鍛造為始鍛溫度在TC2鈦合金β相變點(diǎn)之上50～70℃，上兩相區(qū)鍛造為始鍛溫度在TC2鈦合金β相變點(diǎn)之下10～15℃，下兩相區(qū)鍛造為始鍛溫度在TC2鈦合金β相變點(diǎn)之下30～70℃。最后取樣，并進(jìn)行室溫拉伸試驗(yàn)和金相觀察。試驗(yàn)結(jié)果表明：
（1）采用高溫鍛造+下兩相區(qū)鍛造，金相組織均為均勻、等軸的再結(jié)晶組織，片狀組織已被完全消除。
（2）采用高溫鍛造+上兩相區(qū)成形，TC2板坯變形溫度較高，導(dǎo)致再結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力不足，因此在難變形區(qū)仍然可發(fā)現(xiàn)存在未完全破碎的片狀組織。
（3）采用低溫大壓下工藝方法，鍛造出厚度為240mm的大規(guī)格TC2鈦合金板坯，具有細(xì)小、均勻的等軸組織。